W czasach poszukiwania „bezobsługowych” i ekonomicznych źródeł ciepła widoczny jest dynamiczny wzrost zainteresowania kotłami z automatycznym podawaniem paliw stałych.

Użytkownicy „starych” kotłów zasypowych decydują się na wymianę przestarzałych konstrukcji na bardziej nowoczesne kotły podajnikowe (najczęściej retortowe), a więc zużywające mniej paliwa i niewymagające codziennego rozpalania i czyszczenia wymiennika. Nie bez znaczenia jest możliwość ciągłej pracy kotła (również w okresie letnim), a także modulacji w okresach niewielkiego zapotrzebowania na moc (praca w podtrzymaniu). ZMK SAS jako lider w produkcji kotłów podajnikowych posiada w swej ofercie wiele modeli w szerokim zakresie mocy (10-300 kW) przeznaczonych do efektywnego i w pełni zautomatyzowanego spalania węgla kamiennego sortymentu eko-groszek. Dział konstrukcyjny ZMK SAS opracował kotły retortowe: SMART, GRO-ECO (z możliwością montażu paleniska awaryjnego: rusztu stalowego), SLIM, MULTI (z dodatkowym paleniskiem zastępczym – ruszt wodny) oraz najbardziej zaawansowane technologicznie modele SOLID i EFEKT (jednopaleniskowe) spełniające wymagania klasy 5 wg normy PN-EN 303-5:2012. Bogata oferta pozwala na wybór kotła w zależności od wymaganej mocy cieplnej i konstrukcji wymiennika.

SAS213-1

Fot. 1. SAS SMART 10 kW – najmniejszy w ofercie kocioł podajnikowy SAS, idealnie dopasowany do małej kotłowni w budynkach energooszczędnych.

Odpowiednia konstrukcja

Wyposażenie kotła w podajnik, sterownik, wentylator oraz szereg czujników kontrolujących pracę podzespołów wpływa na komfort użytkowania, bezpieczeństwo eksploatacji, a także możliwość dostosowania mocy do aktualnych wymagań ogrzewanego obiektu. Nowoczesne kotły na paliwa stałe posiadają rozwiązania konstrukcyjne (rozbudowany wymiennik ciepła z otworami rewizyjnymi, panele ceramiczne, turbulatory spalin, sterowanie ilością powietrza itp.) ograniczające emisję szkodliwych gazów przy zachowaniu wysokiej sprawności i ekonomii procesu spalania.

Na rynku istnieją różne typy kotłów do spalania eko-groszku w zależności od rodzaju zastosowanego podajnika: tłokowe, ślimakowe, rynnowe. Jednak, jak pokazuje doświadczenie, tylko na palenisku retortowym można przeprowadzić proces spalania w sposób kontrolowany i najbardziej ekonomiczny. Pozostałe podajniki, ze względu na swoją konstrukcję (możliwość spalania również paliw alternatywnych, np. miał węglowy, podawanie stałej dawki paliwa, np. podajnik tłokowy), w określonych przedziałach czasowych nie pozwalają na dokładną regulację paleniska. Konsekwencją tego stanu są problemy w przypadku dużej kaloryczności paliwa i w okresach małego zapotrzebowania na ciepło (tryb letni).

Zastosowane rozwiązania konstrukcyjne pozwalają ograniczyć obsługę kotła podajnikowego do niezbędnego minimum: okresowe rozpalanie, uzupełnianie stanu paliwa w zasobniku czy czyszczenie wymiennika. Czasami pada pytanie, czy jest możliwość automatycznego rozpalania eko-groszku w kotle retortowym? Należałoby się zastanowić nad sensem ekonomicznym takiego rozwiązania. Parametry fizyko-chemiczne węgla powodują, że proces rozpalania przy pomocy zapalarki jest bardzo długi, często zawodny. Duże zużycie energii w czasie rozpalania i brak możliwości pracy w trybie automatycznego wygaszania sprawiają, że nie znajduje uzasadnienia ekonomicznego i nie daje wymiernych korzyści dla klienta. Automatyczne rozpalanie jest natomiast standardem w kotłach SAS z palnikiem peletowym MULTI FLAME. Krótki czas rozpalania, niezawodna zapalarka ceramiczna o niewielkim zużyciu energii oraz możliwość pracy kotła w trybie rozpalanie/wygaszanie przynosi efekt ekonomiczny, szczególnie w sezonie letnim (współpraca z zasobnikiem c.w.u.).

SAS213-2

Fot. 2. Retorta z czujnikiem żaru – kontrola stanu paleniska w kotłach SAS: SMART, GRO-ECO, SLIM, MULTI, SOLID, EFEKT.

Regulacja i sterowanie

Zróżnicowanie paliw stałych dostępnych na rynku generuje problemy w trakcie uruchomienia, jak i codziennej eksploatacji kotłów. Podstawowe parametry paliwa decydujące o prawidłowym procesie spalania to: granulacja, wartość opałowa, zawartość siarki, zawartość popiołu, zawartość wilgoci, temperatura stapiania popiołu, spiekalność, zawartość części lotnych. Warunkiem prawidłowej pracy każdego kotła jest stosowanie paliwa o parametrach mieszczących się w zakresie przedmiotowych norm. ZMK SAS wraz z producentem regulatorów, firmą RecalArt jako jedyna na rynku wprowadziła w standardzie do swoich kotłów retortowych czujnik żaru, który kontroluje proces spalania mierząc temperaturę bezpośrednio w palenisku. Odczyt temperatury żaru pozwala na bezpośrednie sterowanie dawką paliwa i mocą nadmuchu. Umieszczenie termopary w odpowiednim punkcie retorty daje lepsze efekty niż kontrola procesu spalania jedynie z użyciem czujnika temperatury spalin czy próby ręcznej regulacji parametrów spalania. W przypadku pojawienia się paliwa o innych parametrach sterownik MultiFun (dodatkowo wyposażony w algorytm PID) automatycznie dokonuje korekty i dostosowuje parametry spalania do aktualnych zmian paleniska. W przypadku słabej jakości paliwa istnieje możliwość ręcznej korekty nastaw. Dodatkowo funkcja ograniczenia mocy pozwala dostosować pracę kotła do niewielkiego zapotrzebowaniu na moc cieplną: okres przejściowy (jesień/wiosna), tryb letni. Sterowanie pracą kotła w oparciu o czujniki pomieszczenia, czujnik zewnętrzny i krzywą grzewczą pozwala na automatyczne przełączenie trybu pracy zima/lato. Użytkownik przy pomocy karty SD ma możliwość bezpłatnej, samodzielnej aktualizacji oprogramowania pobierając aplikację ze strony producenta.

SAS213-3

Fot. 3. Sterownik MultiFun – automatyczna regulacja procesu spalania w oparciu o czujnik żaru i algorytm PID.

Zdalna kontrola pracy kotła

Kotły SAS wyposażone w regulator MultiFun posiadają w standardzie wbudowany moduł Ethernet, który daje możliwość zdalnej kontroli pracy instalacji za pośrednictwem platformy e-multifun. W przypadku wyboru przez użytkownika konta Standard możliwy jest m.in. podgląd i kontrola parametrów pracy kotła w czasie rzeczywistym przy pomocy urządzeń mobilnych. W ramach konta Premium istnieje możliwość dodatkowo zdalnej pomocy zaufanego instalatora lub serwisu firmowego w sytuacjach awaryjnych czy pełny dostęp online do większości ustawień sterownika. Rozwiązanie to pozwala na kontrolę pracy instalacji z dowolnego miejsca na świecie i stały nadzór nad kotłownią w sytuacjach alarmowych.

Najnowsze rozwiązania konstrukcyjne

Wieloletnie doświadczenie w zakresie spalania paliw stałych oraz liczne testy przeprowadzone w laboratorium ZMK SAS przyczyniły się do opracowania kotłów SOLID oraz EFEKT spełniających restrykcyjne wymagania klasy 5 wg normy PN-EN 303-5:2012 w zakresie sprawności cieplnej, emisji zanieczyszczeń oraz wymagań dotyczących bezpieczeństwa. Badania kotłów przeprowadzone zostały przez akredytowane Laboratorium Badawcze Kotłów i Urządzeń Grzewczych w Łodzi, potwierdzone świadectwem z badań. Zastosowanie w kotłach specjalnie opracowanej do tego celu wersji retorty obrotowej wyposażonej w czujnik żaru oraz precyzyjne dawkowanie powietrza, daje możliwość spalania paliwa bez obawy powstawania spieków i wygaszenia paleniska. Komora wymiennika ciepła bezpośrednio nad paleniskiem obłożona jest przegrodami wykonanymi z materiału ceramicznego. Taka budowa kotła powoduje podniesienie temperatury spalania, a przez to zmniejsza emisję szkodliwych pyłów i gazów do atmosfery. Dodatkowo rozbudowany wymiennik ciepła wyposażony został w turbulator, który wymuszając zawirowanie gorących spalin, powoduje intensywniejszy odbiór ciepła. Spaliny, uderzając o ścianki turbulatora, sprawiają, że pył ulega wytrąceniu i opada na dno kotła. Rozwiązania te umożliwiają rezygnację z dodatkowych urządzeń w postaci elektrofiltrów oraz wpływają na wysoką sprawność (powyżej 90%) i efektywność procesu spalania.

SAS213-4

Fot. 4. SAS SOLID – rozwiązania konstrukcyjne zapewniające wysoką sprawność i niską emisję zanieczyszczeń.

Ekologia i bezpieczeństwo

Przy konstruowaniu kotłów ZMK SAS stawia ekologię na równi z bezpieczeństwem użytkowania. Dlatego też kotły spełniające wymagania klasy 5 posiadają izolację otworów rewizyjnych i nowatorską konstrukcję drzwiczek ograniczającą straty ciepła (rozwiązanie objęte zostało prawem ochronnym zgłoszenie patentowe nr W.123670). Ze względów bezpieczeństwa rozdzielono zasobnik opału od korpusu kotła, zastosowano naturalnie wentylowaną przestrzeń (oddzielne obudowy). W klapie zasobnika zamontowano wyłącznik krańcowy, którego działanie polega na przerwaniu pracy podajnika paliwa oraz wentylatora nadmuchowego w momencie otwarcia pokrywy. Dodatkowo zastosowano zabezpieczenie przed cofaniem płomienia w postaci systemu wyrównywania ciśnienia w koszu zasypowym, który pełni również funkcję osuszania, wentylowania (przeciwdziałanie korozji). W celu ochrony kotła przed przegrzaniem, w przypadku awarii układu sterowania, wprowadzono ogranicznik temperatury bezpieczeństwa (STB). Stanowi on mechaniczne zabezpieczenie, które działa na zasadzie styków rozłączanych, odcinając dopływ prądu do wentylatora nadmuchowego i podajnika paliwa w przypadku przekroczenia temperatury granicznej. Ponowne zwarcie jest niemożliwe samoczynnie, nawet po obniżeniu poziomu ciepła. Włączenia musi dokonać użytkownik, ręcznie resetując czujnik po obniżeniu temperatury.

Spełnienie wymagań klasy 5 wg normy PN-EN 303-5:2012 przez zaawansowane konstrukcyjnie kotły retortowe SOLID (14-48 kW) oraz EFEKT (14-46 kW) daje możliwość udziału w programach dofinansowania zakupu kotła i przyczynia się do ograniczenia niskiej emisji zanieczyszczeń. Obecny postęp techniczny pozwala na spalanie w sposób ekologiczny i prawie bezobsługowy paliw stałych, przy czym niezbędny do tego celu jest zaawansowany konstrukcyjnie kocioł i odpowiedniej jakości paliwo.

Michał Łukasik

Pytanie do…

Co przemawia za stosowaniem kotłów na paliwa stałe z automatycznym podawaniem paliwa?

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij